JP6836496B2 - ノイズ監視装置 - Google Patents

Description

本発明はノイズ監視装置に関し、特に工場におけるノイズの発生源を容易に推定することが可能なノイズ監視装置に関する。

工場において発生するノイズを検出する技術が種々提案されている。例えば、ＣＮＣ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）システムにおいて、ノイズが印加された通信経路を特定する技術が知られている。また、一般的な通信技術（ＦＬ−ＮＥＴ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等）においても、ノイズカウンタ機能を備えているものがある。

ノイズ等による機械の異常状態発生時に、各種ＣＮＣ情報を保存できる機能（機械状態監視機能）も公知である。最近では、工場内の複数台の機械の稼働状況をＩｏＴ技術により一元管理できる機能も提供されている。

特許文献１には、加工プログラムのブロックと、ノイズ検出データとを並べて表示する技術が開示されている。

特開２０１５−２２５３９２号公報

従来技術によれば、機械が自機において発生したノイズを把握したり、ＣＮＣが自身が管理する装置で発生したノイズを把握したりすることは、ある程度可能である。この場合はノイズへの対策も講じやすい。しかしながら、ある機械等における動作等が原因となって、他の機械等でノイズ等の異常が発生する場合も少なくなく、このような場合に異常の発生原因を特定することは困難である。すなわち、ノイズが工場内の周囲環境に起因して発生する場合、異常原因の特定は非常に困難なものとなる。とりわけ、ノイズの発生は間欠的であって、かつ再現性が低いことが、困難性を高める要因となっている。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、工場におけるノイズの発生源を容易に推定することが可能なノイズ監視装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施の形態にかかるノイズ監視装置は、工場内の複数のノイズの発生を検知可能な装置と個別に通信可能に接続されたノイズ監視装置であって、前記ノイズの発生を検知可能な装置においてノイズが発生した場合に、前記ノイズの発生時刻を含むノイズ情報を取得するノイズ情報取得部と、全ての前記ノイズの発生を検知可能な装置の稼働情報を常時取得する稼働情報取得部と、前記ノイズの発生時刻近傍における前記稼働情報を抽出する判定部と、前記ノイズ情報と、前記ノイズの発生時刻近傍における全ての前記機械等の前記稼働情報と、を表示する表示部と、を有するとともに、複数の前記ノイズの発生を検知可能な装置と独立して単一に構成される。
本発明の一実施の形態にかかるノイズ監視装置は、前記表示部は、前記ノイズ情報の時系列的な変化を表示し、前記稼働情報として前記ノイズの発生を検知可能な装置の動作内容を表示する。
本発明の一実施の形態にかかるノイズ監視装置は、前記表示部は、前記稼働情報のうち前記ノイズの発生時刻近傍に変化したものを強調表示する。
本発明の一実施の形態にかかるノイズ監視装置は、前記判定部は、全ての前記機械等の稼働情報から、前記ノイズの発生時刻近傍における前記稼働情報であって、前記ノイズの発生原因である蓋然性の高い前記稼働情報のみを抽出し、前記表示部は、前記ノイズ情報と、前記ノイズの発生時刻近傍における前記稼働情報であって、前記ノイズの発生原因である蓋然性の高い前記ノイズの発生を検知可能な装置のみの前記稼働情報と、を表示する。
本発明の一実施の形態にかかるノイズ監視装置は、前記判定部は、前記稼働情報の内容に応じて優先順位を定義したデータベースを保持しており、前記データベースを参照して、前記ノイズの発生原因である蓋然性の高い前記稼働情報を抽出する。
本発明の一実施の形態にかかるノイズ監視装置は、前記判定部は、前記稼働情報の内容に応じて保守情報を定義したデータベースを保持しており、前記表示部は、前記ノイズ情報、前記稼働情報に加えて、前記保守情報を表示する。

本発明によれば、工場におけるノイズの発生源を容易に推定することが可能なノイズ監視装置を提供することが可能である。

ノイズ監視装置１００の機能構成を示すブロック図である。 ノイズ監視装置１００を含むシステムの構成を示すブロック図である。 データベース１３１の一例を示す図である。 表示部１４０の表示例を示す図である。 表示部１４０の表示例を示す図である。 ノイズ監視装置１００の動作例を示す図である。 ノイズ監視装置１００の動作例を示す図である。 ノイズ監視装置１００の動作例を示す図である。 ノイズ監視装置１００の動作例を示す図である。

本発明の実施の形態にかかるノイズ監視装置１００について図面を用いて説明する。図１は、ノイズ監視装置１００の機能構成を示すブロック図である。ノイズ監視装置１００は、ノイズ情報取得部１１０、稼働情報取得部１２０、判定部１３０、表示部１４０を有する。ノイズ監視装置１００は、中央処理装置（ＣＰＵ）、記憶装置、入出力装置等を有する情報処理装置であり、典型的にはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。ノイズ監視装置１００は、記憶装置に格納されたプログラムをＣＰＵが実行することによって上記処理部を論理的に実現する。

ノイズ情報取得部１１０は、工場内の機械等（数値制御装置（ＣＮＣ）、周辺機器、工作機械等を含む、ノイズの発生を検知可能な装置）それぞれについて、ノイズの発生状況を監視する。図２に示すように、機械等は、通信インフラを介してノイズ監視装置１００と接続されており、その通信機能を用いて、ノイズの発生を検知したことをノイズ情報取得部１１０に対して通知する。ノイズ情報取得部１１０は、当該通知を受信したならば、ノイズの発生を検知した機械等の識別情報、ノイズの発生時刻やレベル等を含むノイズ情報を保存する。ここでノイズ情報取得部１１０は、ノイズレベルが所定のしきい値を超える場合にのみ、ノイズ情報を保存することとしても良い。

稼働情報取得部１２０は、工場内の機械等それぞれについて、稼働状況を監視する。すなわち、各機械等は、自機やその管理下にある装置等の稼働状況を示す稼働情報を定期的に稼働情報取得部１２０に対して送信する。稼働情報には、例えば機械等の識別情報、時刻、当該時刻における機械等の動作内容等が含まれ得る。動作内容には、例えばスピンドルの加速、アクチュエータの動作等が含まれる。稼働情報取得部１２０は、受信した稼働情報を保存する。

判定部１３０は、新たなノイズが発生した（すなわちノイズ情報取得部１１０がノイズ情報を保存した）場合、稼働情報取得部１２０が保存した、ノイズ発生と略同時刻における稼働情報を抽出する。そして、当該ノイズ情報と、抽出された稼働情報と、を表示部１４０に出力する。ここで抽出される稼働情報は、全ての機械等に関するものであって良い。あるいは、所定の基準により選定された一部の機械等に関するものであっても良い。

例えば判定部１３０は、図３に示すようなデータベース１３１を有していても良い。データベース１３１では、機械等の動作内容に対し、優先順位、保守情報等が関連付けられている。例えば、「Ｍ０３ Ｓ１００００」「Ｍ０３ Ｓ５０００」「Ｍ０３ Ｓ１０００」（スピンドル（主軸）の回転数が１００００、５０００、１０００）という動作内容に対しては、それぞれ優先順位３、２、１が割り当てられている。そして保守情報として「ノイズ発生箇所の確認」「ケーブルがクランプされているか」といった情報がそれぞれ記録されている。同様に、「メモリＹ１００．０ ０→１」「メモリＹ２００ １→０」（ＣＮＣが外部機器に対して指令を出力した。例えばアクチュエータの動作を指示した）、「Ｇ００ パラメータ１０２０＝３００００」（速度３００００で早送り）等の動作内容に対しても、優先順位や保守情報が関連付けて保存されている。

ここで優先順位は、ノイズの発生原因である蓋然性に応じて予め設定しておくことができる。例えば、ユーザの経験に鑑みて、ノイズの発生原因となる蓋然性がより高い動作についてはより大きい（あるいは小さい）優先順位を付与することができる。また、保守情報には、その動作が原因となってノイズが発生した場合にとることができる対応策を記載することができる。例えば、確認事項やノイズ抑制のための作業内容等である。

判定部１３０は、ノイズ発生と略同時刻における全ての機械等の稼働情報に含まれる動作内容をキーとしてデータベース１３１を検索し、動作内容に対応付けられている優先順位を取得することができる。そして、優先順位が所定のしきい値を超える（例えば優先順位が２を超える）又は超えない（例えば優先順位が２を超えない）動作内容を特定し、当該動作内容を含む稼働情報のみを抽出することができる。

表示部１４０は、判定部１３０から受け取ったノイズ情報と稼働情報とを、表示装置に表示する。図４に、表示部１４０が表示するノイズ情報と稼働情報との一例を示す。図４Ａは、ノイズ情報と、略同時刻における全ての機械等の稼働情報とを同時に表示した例である。図４Ｂは、ノイズ情報と、略同時刻における一部の機械等（ノイズの発生原因となる蓋然性の高い動作をしていた機械等）の稼働情報とを同時に表示した例である。

＜実施例１＞
図５を用いて、ノイズ発生時に全ての機械等の稼働情報を表示する場合のノイズ監視装置１００の動作について説明する。

ノイズ監視装置１００にはＮｏ．１からＮｏ．１２までの１２の機械等が接続されており、Ｎｏ．１１の機械において、時刻９：４４：１５にしきい値を超えるノイズの発生を検知したものとする。ノイズ情報取得部１１０は、Ｎｏ．１１の機械等からノイズの発生の通知を受け、ノイズ情報を生成、保存する。

稼働情報取得部１２０は、工場内の全ての機械等から常時、定期的に稼働情報を収集、蓄積している。ノイズ監視装置１００における新たなノイズ情報の保存を受け、判定部１３０は、蓄積された稼働情報の中から、ノイズ発生時刻近傍に収集された稼働情報を抽出する。例えば、各機械等それぞれについて、ノイズ発生時刻以前の稼働情報であって、ノイズ発生時刻に最も近いものを１つ抽出し、出力することができる。あるいは、例えば、各機械等それぞれについて、ノイズ発生時刻直前の所定の長さの時間（例えば３ｓｅｃ）にわたり取得された複数の稼働情報を抽出する。そして、その時間内に動作内容が変化しているか否かを検査する。変化している場合は、変化後の稼働情報を出力する。変化していない場合は、いずれかの稼働情報を出力する。

表示部１４０は、ノイズ情報取得部１１０が新たに保存したノイズ情報と、判定部１３０から出力された稼働情報とを同時に表示する。例えば図５に示すように、ノイズレベルの時系列的な変化等が判読できるようグラフ形式で表示されたノイズ情報と、当該時刻近傍における全ての機械等の動作内容を示すコードとを表示することができる。このとき、ノイズ発生時刻直前に動作内容が変化している機器等については強調表示する、すなわち他の機器等と表示形態を変えることができる。これにより、ノイズの発生原因である可能性が高い機器等を際立たせることができる。

＜実施例２＞
図６を用いて、ノイズが原因と疑われるアラームが機械等において発生したときに、全ての機械等の稼働情報を表示する場合のノイズ監視装置１００の動作について説明する。実施例１では、実際にノイズが発生した場合に、全ての機械等の稼働情報を表示した。これに対し実施例２は、ノイズ情報取得部１１０がノイズ発生を検知していなくても、ノイズが原因となって発生することが多いアラームが機器等において発生した場合に、ノイズ発生時と同様の処理を行うものである。

ノイズ監視装置１００にはＮｏ．１からＮｏ．１２までの１２の機械等が接続されており、Ｎｏ．１１の機械において、時刻９：４４：１５にアラームが発生したものとする。ノイズ情報取得部１１０は、Ｎｏ．１１の機械等からアラーム発生の通知を受信し、アラーム情報を保存する。アラーム情報には、例えばアラームの発生を検知した機械等の識別情報、アラームの発生時刻やその内容等を含む。

稼働情報取得部１２０は、工場内の全ての機械等から常時、定期的に稼働情報を収集、蓄積している。ノイズ監視装置１００における新たなアラーム情報の保存を受け、判定部１３０は、実施例１と同様に、アラーム発生時刻近傍に収集された稼働情報を抽出する。

表示部１４０は、判定部１３０から出力された稼働情報を表示する。例えば図６に示すように、アラームが発生した機器等及びその内容と、当該時刻近傍における全ての機械等の動作内容を示すコードとを表示することができる。実施例１と同様に、ノイズ発生時刻直前に動作内容が変化している機器等については、他の機器等と表示形態を変えることができる。

＜実施例３＞
図７を用いて、ノイズ発生時に、ノイズの発生原因である蓋然性が高い機械等の稼働情報のみを表示する場合のノイズ監視装置１００の動作について説明する。

ノイズ監視装置１００にはＮｏ．１からＮｏ．１２までの１２の機械等が接続されており、Ｎｏ．１１の機械において、時刻９：４４：１５にしきい値を超えるノイズの発生を検知したものとする。ノイズ情報取得部１１０は、Ｎｏ．１１の機械等からノイズの発生の通知を受け、ノイズ情報を生成、保存する。

稼働情報取得部１２０は、工場内の全ての機械等から常時、定期的に稼働情報を収集、蓄積している。また、判定部１３０は、図３に示すデータベース１３１を予め保持しているものとする。データベース１３１において、優先順位は数が大きいほど高いものとし、判定部１３０は、優先度が２を超える動作内容を含む稼働情報を抽出するよう予め設定されているものとする。ノイズ監視装置１００における新たなノイズ情報の保存を受け、判定部１３０は、蓄積された稼働情報の中から、ノイズ発生時刻近傍に収集された稼働情報の中から、優先順位の高いものから順にリストアップする。ここで、データベース１３１において、経時的な動作内容の変化が定義されている場合は、判定部１３０は、まずノイズ発生時刻直前の所定の長さの時間（例えば３ｓｅｃ）にわたり取得された複数の稼働情報を取得し、取得された稼働情報の変化を検査する必要がある。例えば、データベース１３１に記述された「メモリＹ１００．０ ０→１」とは、「メモリＹ１００．０」の内容が「０から１に変化する」ことを示すものである。よって、判定部１３０は、ノイズ発生時刻直前の各機械等の「メモリＹ１００．０」の内容を複数取得し、その変化を確認する。そして内容が「０から１に変化」していた機械等の、変化後の稼働情報を抽出、出力する。本実施例では、データベース１３１に定められた条件に適合するＮｏ．４及びＮｏ．６の稼働情報が抽出、出力される。

表示部１４０は、ノイズ情報取得部１１０が新たに保存したノイズ情報と、判定部１３０から出力された稼働情報とを同時に表示する。例えば図７に示すように、ノイズ発生が検知された機械等（Ｎｏ．１１）、及びノイズの発生原因である蓋然性が高い機械等（Ｎｏ．４とＮｏ．６）について、ノイズレベルが判読できるようグラフ形式で表示されたノイズ情報と、当該時刻近傍における動作内容を示すコードとを表示することができる。

この際、表示部１４０は、データベース１３１に保守情報が定義されていれば、保守情報を合わせて表示することが好ましい。本実施例では、Ｎｏ．４、Ｎｏ．６及びＮｏ．１１の保守情報が、稼働情報に並んで表示されている。これにより、ノイズに対する対策を効果的に実施することが可能となる。

＜実施例４＞
図８を用いて、ノイズが原因と疑われるアラームが機械等において発生したときに、ノイズの発生原因である蓋然性が高い機械等の稼働情報のみを表示する場合のノイズ監視装置１００の動作について説明する。実施例３では、実際にノイズが発生した場合に、ノイズの発生原因である蓋然性が高い機械等の稼働情報のみを表示した。これに対し実施例４は、ノイズ情報取得部１１０がノイズ発生を検知していなくても、ノイズが原因となって発生することが多いアラームが機器等において発生した場合に、ノイズ発生時と同様の処理を行うものである。

ノイズ監視装置１００にはＮｏ．１からＮｏ．１２までの１２の機械等が接続されており、Ｎｏ．１１の機械において、時刻９：４４：１５にアラームが発生したものとする。ノイズ情報取得部１１０は、Ｎｏ．１１の機械等からアラーム発生の通知を受信し、アラーム情報を保存する。

稼働情報取得部１２０は、工場内の全ての機械等から常時、定期的に稼働情報を収集、蓄積している。また、判定部１３０は、実施例３と同様、図３に示すデータベース１３１を予め保持しているものとする。ノイズ監視装置１００における新たなノイズ情報の保存を受け、判定部１３０は、蓄積された稼働情報の中から、ノイズ発生時刻近傍に収集された稼働情報の中から、優先順位の高いものから順にリストアップする。

表示部１４０は、判定部１３０から出力された稼働情報を表示する。例えば図８に示すように、ノイズ発生が検知された機械等（Ｎｏ．１１）、及びノイズの発生原因である蓋然性が高い機械等（Ｎｏ．４とＮｏ．６）について、アラームが発生した機器等及びその内容と、当該時刻近傍における全ての機械等の動作内容を示すコードとを表示することができる。この際、表示部１４０は、データベース１３１に保守情報が定義されていれば、保守情報を合わせて表示することができる。

本実施の形態によれば、ノイズ監視装置１００は、ノイズが発生したときに、ノイズを検知した機械等のみならず、ノイズ監視装置１００に接続された全ての機械等の稼働状況を表示することができる。これにより、ある機械等で発生したノイズが原因となって、他の機械等で異常が発生する場合において、ノイズの発生原因を容易に追及することが可能となる。

また、ノイズ監視装置１００は、ノイズが発生したときに、ノイズの発生原因である蓋然性が高い機械等のみを抽出し、それらの機械等の稼働状況を表示することができる。これにより、ノイズの発生原因をより効率的に追及することが可能となる。

また、ノイズ監視装置１００は、ノイズが発生したときに、機械等の稼働状況に加え、保守情報を併せて表示することができる。これにより、蓄積されたノウハウを効果的に利用して、ノイズの発生原因の調査や対策を実施することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態又は実施例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。

１００ ノイズ監視装置
１１０ ノイズ情報取得部
１２０ 稼働情報取得部
１３０ 判定部
１３１ データベース
１４０ 表示部

Claims (6)

1. 工場内の複数のノイズの発生を検知可能な装置と個別に通信可能に接続されたノイズ監視装置であって、
   前記ノイズの発生を検知可能な装置においてノイズが発生した場合に、前記ノイズの発生時刻を含むノイズ情報を取得するノイズ情報取得部と、
   全ての前記ノイズの発生を検知可能な装置の稼働情報を常時取得する稼働情報取得部と、
   前記ノイズの発生時刻近傍における前記稼働情報を抽出する判定部と、
   前記ノイズ情報と、前記ノイズの発生時刻近傍における全ての前記ノイズの発生を検知可能な装置の前記稼働情報と、を表示する表示部と、を有するとともに、
   複数の前記ノイズの発生を検知可能な装置と独立して単一に構成された
   ノイズ監視装置。
2. 前記表示部は、前記ノイズ情報の時系列的な変化を表示し、前記稼働情報として前記ノイズの発生を検知可能な装置の動作内容を表示する
   請求項１記載のノイズ監視装置。
3. 前記表示部は、前記稼働情報のうち前記ノイズの発生時刻近傍に変化したものを強調表示する
   請求項１記載のノイズ監視装置。
4. 前記判定部は、全ての前記ノイズの発生を検知可能な装置の稼働情報から、前記ノイズの発生時刻近傍における前記稼働情報であって、前記ノイズの発生原因である蓋然性の高い前記稼働情報のみを抽出し、
   前記表示部は、前記ノイズ情報と、前記ノイズの発生時刻近傍における前記稼働情報であって、前記ノイズの発生原因である蓋然性の高い前記ノイズの発生を検知可能な装置のみの前記稼働情報と、を表示する
   請求項１記載のノイズ監視装置。
5. 前記判定部は、前記稼働情報の内容に応じて優先順位を定義したデータベースを保持しており、前記データベースを参照して、前記ノイズの発生原因である蓋然性の高い前記稼働情報を抽出する
   請求項４記載のノイズ監視装置。
6. 前記判定部は、前記稼働情報の内容に応じて保守情報を定義したデータベースを保持しており、
   前記表示部は、前記ノイズ情報、前記稼働情報に加えて、前記保守情報を表示する
   請求項１記載のノイズ監視装置。